Diseño de sistema de procesador de señal digital

Cuando se trata de crear un sistema de audio que suene increíble, incorporar un procesador de señal digital en el sistema le da al instalador las herramientas necesarios para compensar la mayoría de las limitaciones que imponen los vehículos. Para maximizar el beneficio, el diseño de un sistema de procesador de señales digitales debe tener en cuenta las características y los beneficios de un procesador. En este artículo, vamos a explicar algunas de las diferencias clave entre un sistema con y sin procesador de señal digital.

¿Qué es un procesador de señal digital?

Un procesador de señal digital, también llamado DSP, es un procesador de audio que usa una microcomputadora para hacer ajustes a una señal en el dominio digital. En un procesador independiente, la señal de audio de la unidad fuente se convierte en un flujo de datos digitales mediante un convertidor de analógico a digital. Una vez en el dominio digital, el procesador puede ecualizar, filtrar e incluso retrasar la señal. La mayoría de los procesadores tienen seis o más canales de salida para brindarnos la capacidad de enviar diferentes señales a canales de amplificador dedicados. Cada canal tiene un convertidor de digital a analógico que proporciona una salida de audio analógica convencional.

Los procesadores de señales digitales ofrecen muchos beneficios sobre sus hermanos analógicos. Todos los ajustes se manejan en el dominio digital, lo que hace que el sistema sea inmune a los errores debido a los diferentes valores de los componentes electrónicos pasivos. El rango de ajustabilidad es mucho mayor en un DSP en comparación con un procesador analógico, y debido a que todos los cálculos se basan en ecuaciones matemáticas, los resultados son más precisos y repetibles. Funciones como el retraso de la señal se pueden realizar mucho más fácilmente en el dominio digital que utilizando componentes analógicos.

Selección de altavoces para sistemas de audio basados ​​en DSP

Su elección de altavoces y subwoofers es independiente de la presencia de un procesador de señal. Los criterios de precisión, claridad y capacidad de salida no cambian en absoluto. Lo que cambiará es si necesita o no redes cruzadas pasivas.

El trabajo de un crossover pasivo es dividir la señal de audio proveniente de su amplificador en bandas de frecuencia que son adecuadas para el woofer y el tweeter en su conjunto de altavoces. No hace falta decir que el tweeter no podrá reproducir la información de rango medio y bajo con precisión, y el woofer no puede manejar información de alta frecuencia. Las redes cruzadas pasivas utilizan una red de capacitores, inductores y resistencias para dividir la señal y enviarla al controlador adecuado.

Hasta este punto, hemos estado hablando de altavoces de componentes. Sin duda, podemos construir un sistema de audio increíble que utilice altavoces de estilo coaxial. Los parlantes coaxiales son muy comunes cuando la ubicación de un parlante en el tablero puede acomodar un controlador de cuatro pulgadas, y muchas personas también eligen parlantes coaxiales para las ubicaciones traseras de sus vehículos.

Cuando diseñamos un sistema de audio que usará un procesador de señal digital, podemos usar ese procesador para dividir la señal de audio antes de enviarla a un amplificador. El inconveniente es que necesita canales amplificadores adicionales. El beneficio es que tenemos un control completo sobre la pendiente y la frecuencia del cruce para cada controlador. Esta flexibilidad para ajustar la interacción entre controladores en bandas de frecuencia adyacentes nos permite garantizar que la salida de ambos controladores se sume con precisión donde se superponen. Hecho correctamente, la transición de uno a otro es más suave.

Consideraciones sobre la ubicación de los altavoces

En la mayoría de los casos, instalamos altavoces mejorados en las puertas en las ubicaciones de fábrica. El tweeter a menudo se coloca en la parte superior de la puerta o en el tablero. Dependiendo de su vehículo, esto puede acercar o alejar el tweeter a la posición de escucha. Otra consideración a la hora de instalar un sistema de audio en un vehículo es que nos sentamos mucho más cerca del lado izquierdo del coche que del derecho. Esto significa que los altavoces del lado izquierdo se perciben como más fuertes y escuchamos la señal de ellos antes de escuchar la creada por los altavoces del lado derecho. El resultado es un escenario sonoro que se agrupa en el lado izquierdo del vehículo.

Todos los procesadores de señales digitales incluyen la capacidad de aplicar un retardo a la salida de señal de cada canal. Podemos usar esta función de retardo, junto con algunos cálculos simples, para permitirle a usted, el oyente, escuchar la salida del altavoz izquierdo y derecho al mismo tiempo. El efecto es muy parecido a escuchar un sistema de audio doméstico de gama alta en el que te sientas equidistante de cada altavoz. Ejecutada correctamente, su música parecerá provenir de un escenario de sonido virtual que se extiende más allá del ancho de su parabrisas.

Con algunos ajustes adicionales, podemos ajustar el tiempo de llegada de todo el escenario frontal para compensar la distancia a un subwoofer. Cuando se ajusta correctamente, el sonido del subwoofer parecerá provenir de la parte delantera del vehículo, suponiendo que esté utilizando un subwoofer de calidad superior y baja distorsión.

Amplificadores de diseño de sistema de procesador de señal digital

Mencionamos que los sistemas de sonido que están diseñados con un procesador de señal digital a menudo requieren canales de amplificación adicionales. La mayoría de los fabricantes ofrecen amplificadores de cuatro, cinco y seis canales, y varios incluso tienen amplificadores de ocho canales. Estos amplificadores multicanal son ideales para sistemas de audio filtrados activamente.

En el más simple de los sistemas, podemos usar un amplificador de cinco canales con un procesador de señal digital para alimentar un conjunto de tweeters, un conjunto de controladores de rango medio y un subwoofer. Para sistemas más complejos, es posible que desee dedicar controladores de rango medio en el tablero y controladores de bajos medios en la puerta, por lo que necesitará otro par de canales. Si le gusta tener altavoces traseros, agregue otro par de canales. Puede que le resulte ideal combinar un amplificador de seis u ocho canales con un amplificador de subwoofer dedicado para lograr el número correcto de canales y exactamente la cantidad de potencia que desea.

Ecualización del sistema

Otro gran beneficio de usar un DSP en el sistema es que nos brinda la capacidad de ecualizar la señal que va a cada altavoz para compensar los reflejos y las resonancias en el vehículo. Los altavoces tienen diferentes curvas de respuesta en diferentes ángulos. Como resultado, un altavoz parecerá sonar diferente dependiendo de dónde esté instalado.

Flexibilidad del sistema

Otro beneficio de construir un sistema que incluye un procesador de señal digital es la capacidad de incluir múltiples configuraciones en el diseño. Muchos procesadores incluyen varios ajustes preestablecidos a los que se puede acceder mediante un control remoto opcional o un simple interruptor. Podríamos configurar un preajuste para proporcionar al conductor una excelente imagen y una segunda configuración diseñada para usarse cuando hay varias personas en el automóvil. Esta segunda opción eliminaría algunos de los retrasos de la señal. La precisión y la ubicación del escenario sonoro sufrirían un poco para el conductor, pero mejorarían drásticamente para el pasajero.

Si está diseñando una actualización del sistema de audio desde cero, hable con su tienda local de estéreos para automóviles sobre la posibilidad de incluir un procesador de señal digital en el sistema y asegúrese de incluir una o dos horas de mano de obra en el presupuesto para ajustar el sistema una vez que esté instalado. Si ya tiene un sistema actualizado, acérquese a su minorista local de mejoras móviles y pídales que le demuestren los beneficios de un procesador de señal digital. Cuando se configura correctamente, un DSP puede hacer que su equipo de audio existente suene mejor. ¡Sabemos que quedarás impresionado!